Dati PCB - Progettazione di impilamento scheda PCB

1. Principi generali della disposizione dello strato: 1.1 Ci sono molti fattori che devono essere presi in considerazione per determinare la struttura laminata della scheda PCB a più strati. In termini di cablaggio, più strati, meglio per il cablaggio, ma il costo e la difficoltà di realizzare le schede aumenteranno anche. Per i produttori, se la struttura del laminato è simmetrica o no è il focus che deve essere prestato attenzione alla produzione di schede PCB, quindi la selezione del numero di strati deve considerare le esigenze di vari aspetti per raggiungere un equilibrio. Per i progettisti esperti, dopo aver completato il pre-layout dei componenti, si concentreranno sull'analisi dei colli di bottiglia di routing della scheda PCB. Combinare altri strumenti EDA per analizzare la densità di cablaggio della scheda di circuito; poi combinare il numero e i tipi di linee di segnale con speciali requisiti di cablaggio come linee differenziali, linee di segnale sensibili, ecc. per determinare il numero di strati dello strato di segnale; poi secondo il tipo di alimentazione, isolamento e requisiti anti-interferenza per determinare il numero di strati elettrici interni. In questo modo, il numero di strati dell'intera scheda di circuito è fondamentalmente determinato.1.2 Il piano di terra sotto la superficie del componente (il secondo strato) fornisce lo strato schermante del dispositivo e il piano di riferimento per il cablaggio superiore; lo strato di segnale sensibile dovrebbe essere adiacente a uno strato elettrico interno (strato di potenza interna / terra), utilizzando il grande rame dello strato elettrico interno. film per fornire schermazione per lo strato di segnale. Lo strato di trasmissione di segnale ad alta velocità nel circuito dovrebbe essere uno strato intermedio di segnale e inserito tra due strati elettrici interni. In questo modo, i film di rame dei due strati elettrici interni possono fornire schermatura elettromagnetica per la trasmissione di segnale ad alta velocità e, allo stesso tempo, la radiazione del segnale ad alta velocità può essere effettivamente limitata tra i due strati elettrici interni, in modo da non causare interferenze esterne. 1.4 Cercare di evitare due strati di segnale direttamente adiacenti l'uno all'altro; Il crosstalk viene facilmente introdotto tra strati di segnale adiacenti, con conseguente guasto del circuito. L'aggiunta di un piano di terra tra i due strati di segnale può efficacemente evitare il crosstalk.1.5 L'alimentazione principale dovrebbe essere adiacente per quanto possibile; 1.6 Tenere conto della simmetria della struttura laminata.1.7 Per il layout a strato della scheda madre, la scheda madre esistente è difficile da controllare il cablaggio parallelo a lunga distanza. Per la frequenza di funzionamento a livello di scheda superiore a 50MHZ (si può fare riferimento al caso inferiore a 50MHZ e al rilassamento appropriato), i principi di layout raccomandati:La superficie del componente e la superficie di saldatura sono piani di terra completi (schermatura); non ci sono strati di cablaggio paralleli adiacenti; tutti gli strati di segnale sono adiacenti al piano di terra per quanto possibile; i segnali chiave sono adiacenti al piano di terra e non attraversano l'area di separazione. Nota: Quando si impostano gli strati di una scheda PCB specifica, è necessario cogliere in modo flessibile i principi di cui sopra. Sulla base della comprensione dei principi di cui sopra, in base alle esigenze della scheda singola effettiva, come ad esempio: se è necessario uno strato di cablaggio chiave, alimentazione e piano di terra. Aspetta, determina la disposizione degli strati, e non strofinarlo duro, o tenerlo.1.8 Multiplici strati elettrici interni messi a terra possono ridurre efficacemente l'impedenza a terra. Ad esempio, lo strato di segnale A e lo strato di segnale B utilizzano piani di terra separati, che possono ridurre efficacemente le interferenze in modalità comune.

2. Strutture impilate comunemente utilizzate: 2.1 scheda a 4 stratiIl seguente è un esempio di una scheda a 4 strati per illustrare come ottimizzare la disposizione e la combinazione di varie strutture impilate. Per le schede comuni a 4 strati, ci sono diversi metodi di impilamento (dall'alto al basso). (1) Siganl_1 (superiore), GND (interno_1), POWER (interno_2), Siganl_2 (inferiore). (2) Siganl_1 (superiore), POWER (interno_1), GND (interno_2), Siganl_2 (inferiore). (3) POWER (superiore), Siganl_1 (interno_1), GND (interno_2), Siganl_2 (inferiore). Ovviamente, l'opzione 3 manca di un accoppiamento efficace tra il piano di alimentazione e il piano di terra e non dovrebbe essere utilizzata. Come si scelgono le opzioni 1 e 2? In circostanze normali, i progettisti sceglieranno lo schema 1 come struttura della scheda a 4 strati. La ragione della scelta non è che l'opzione 2 non possa essere utilizzata, ma che le schede PCB ordinarie collocano solo i componenti sullo strato superiore, quindi è più appropriato utilizzare l'opzione 1. Tuttavia, quando i componenti devono essere collocati sia sullo strato superiore che sul strato inferiore, e lo spessore dielettrico tra lo strato di alimentazione interna e lo strato di terra è grande e l'accoppiamento è scarso, è necessario considerare quale strato ha meno linee di segnale. Per lo schema 1, ci sono meno linee di segnale sullo strato inferiore e un film di rame di grande area può essere utilizzato per accoppiarsi con lo strato POWER; al contrario, se i componenti sono disposti principalmente sullo strato inferiore, lo schema 2 dovrebbe essere utilizzato per fare la scheda.2.2 scheda a 6 stratiDopo aver completato l'analisi della struttura laminata della scheda a 4 strati, il seguente è un esempio del metodo di combinazione della scheda a 6 strati per illustrare la disposizione e la combinazione della struttura laminata della scheda a 6 strati e il metodo preferito. (1) Siganl_1 (superiore), GND (interno_1), Siganl_2 (interno_2), Siganl_3 (interno_3), POWER (interno_4), Siganl_4 (inferiore). Lo schema 1 adotta 4 strati di strati di segnale e 2 strati di strati interni di potenza / terra, che ha più strati di segnale, che è favorevole al lavoro di cablaggio tra i componenti, ma i difetti di questo schema sono anche più evidenti, che si manifestano nei seguenti due aspetti.1. Lo strato di potenza e lo strato di terra sono lontani e non completamente accoppiati.2. Lo strato di segnale Siganl_2 (Inner_2) e Siganl_3 (Inner_3) sono direttamente adiacenti, e l'isolamento del segnale non è buono e il crosstalk è propenso a verificarsi. (2) Siganl_1 (superiore), Siganl_2 (interno_1), POWER (interno_2), GND (interno_3), Siganl_3 (interno_4), Siganl_4 (inferiore). Schema 2 Rispetto allo schema 1, lo strato di alimentazione e lo strato di terra sono completamente accoppiati, il che ha alcuni vantaggi rispetto allo schema 1, ma i strati di segnale Siganl_1 (Top) e Siganl_2 (Inner_1) e Siganl_3 (Inner_4) e Siganl_4 (Bottom) sono direttamente adiacenti, l'isolamento del segnale non è buono e il problema della facile interlocuzione non è stato risolto. (3) Siganl_1 (superiore), GND (interno_1), Siganl_2 (interno_2), POWER (interno_3), GND (interno_4), Siganl_3 (inferiore). Rispetto allo schema 1 e allo schema 2, lo schema 3 riduce uno strato di segnale e aggiunge uno strato elettrico interno. Sebbene gli strati disponibili per il cablaggio siano ridotti, questo schema risolve i difetti comuni dello schema 1 e dello schema 2.1. Lo strato di potenza e lo strato di terra sono strettamente accoppiati.2. Ogni strato di segnale è direttamente adiacente allo strato elettrico interno ed è effettivamente isolato da altri strati di segnale, quindi il crosstalk non è facile da verificarsi. Siganl_2 (Inner_2) è adiacente ai due strati elettrici interni GND (Inner_1) e POWER (Inner_3), che possono essere utilizzati per trasmettere segnali ad alta velocità. I due strati elettrici interni possono efficacemente schermare le interferenze esterne allo strato Siganl_2 (Inner_2) e le interferenze Siganl_2 (Inner_2) al mondo esterno. Prendendo in considerazione tutti gli aspetti, lo schema 3 è ovviamente una sorta di chimica. Allo stesso tempo, lo schema 3 è anche una struttura laminata comunemente utilizzata per tavole a 6 strati. Attraverso l'analisi dei due esempi sopra, ritengo che i lettori abbiano una certa comprensione della struttura in cascata, ma in alcuni casi, un certo schema non può soddisfare tutti i requisiti, il che richiede la considerazione della priorità di vari principi di progettazione. Purtroppo, poiché la progettazione dello strato della scheda di circuito è strettamente correlata alle caratteristiche del circuito effettivo, le prestazioni anti-interferenza e il focus di progettazione di diversi circuiti sono diversi, quindi in realtà questi principi non hanno una priorità definita per il riferimento. Ma è certo che il principio di progettazione 2 (lo strato di alimentazione interna e lo strato di terra dovrebbero essere strettamente accoppiati) deve essere soddisfatto prima nella progettazione, e se i segnali ad alta velocità devono essere trasmessi nel circuito, allora il principio di progettazione 3 (lo strato di trasmissione del segnale ad alta velocità nel circuito) dovrebbe essere lo strato intermedio del segnale e inserito tra i due strati elettrici interni) deve essere soddisfatto. L'ordine di cablaggio stesso non è necessariamente fisso, ma ci sono alcuni standard e principi per limitarlo: ad esempio, gli strati adiacenti dello strato superiore e del fondo utilizzano GND per garantire le caratteristiche EMC della scheda; per esempio, ogni strato di segnale è preferibilmente utilizzato come piano di strato GND di riferimento; all'alimentazione utilizzata dall'intera scheda singola viene data priorità alla posa di un intero pezzo di rame; quello che è suscettibile alle interferenze, scheda PCB ad alta velocità, e lo strato interno lungo la transizione è preferito, e così via.